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基于電子記帳控稅終端機(jī)設(shè)計(jì)的片上系統(tǒng)SOC芯片研究

作者: 時(shí)間:2012-07-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 引 言

控稅屬于高度安全和可靠的產(chǎn)品,關(guān)系到信息安全和金融安全,長(zhǎng)期使用國(guó)外的核心器件將給國(guó)家安全帶來嚴(yán)重隱患。擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式處理器、專用及其嵌入式操作已成為振興我國(guó)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

目前國(guó)家正在大力發(fā)展金稅工程,本文作者參與了針對(duì)控稅的片上(System on Chip,
)

2 總體方案

本SoC是面向電子終端設(shè)備而的符合國(guó)家電子記帳終端設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的高性能嵌入式的芯片,其中以32位的SPARC V8架構(gòu)的處理器為內(nèi)核,集成了符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的智能卡控制器和符合ISO7811/2標(biāo)準(zhǔn)的磁卡控制器接口等外圍設(shè)備。他的應(yīng)用既降低了電子記帳終端設(shè)備的成本,又大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.1 SoC的結(jié)構(gòu)

本SoC芯片內(nèi)部采用可裁減的總線式結(jié)構(gòu),選用ARM公司的AMBA總線作為SoC內(nèi)部總線,總線上各個(gè)模塊采用統(tǒng)一的接口方式和總線連接,從而實(shí)現(xiàn)了模塊開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化,降低了開發(fā)的工作量。本SoC芯片的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/148712.htm

SoC的結(jié)構(gòu) 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)


本SoC采用Harvard結(jié)構(gòu),地址總線和數(shù)據(jù)總線分開,分別連接到獨(dú)立的cache控制器上。指令cache和數(shù)據(jù)cache均為直接映射cache,配置各為4 kB;各部分的功能簡(jiǎn)述如下:

(1)32位整型數(shù)處理單元(Integer Unit,IU)支持SPARC V8指令集。IU的主要功能是執(zhí)行整數(shù)運(yùn)算、計(jì)算要訪問的存儲(chǔ)器的地址,另外他也支持指令計(jì)數(shù)器和控制指令的執(zhí)行。IU具有以下特點(diǎn):

①5級(jí)單一指令流水;

②單獨(dú)的指令cache和數(shù)據(jù)cache;

③標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)寄存器窗口;

④硬件乘法、除法器;

⑤帶40位累加器的16×16位MAC。

(2)浮點(diǎn)運(yùn)算單元(Floating Point Unit,F(xiàn)PU)提供遵循SPARC V8標(biāo)準(zhǔn)的全部浮點(diǎn)指令,其浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的格式和浮點(diǎn)指令遵循ANSI/IEEE 754-1985標(biāo)準(zhǔn),F(xiàn)PU連接在IU上。FPU有32個(gè)32 b的浮點(diǎn)寄存器。芯片使用標(biāo)準(zhǔn)的LD/ST指令在FPU和存儲(chǔ)器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器地址由IU計(jì)算,浮點(diǎn)操作指令完成浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算。

內(nèi)部的AMBA總線包括2種總線:AHB和APB。APB總線用來訪問片內(nèi)外設(shè)的寄存器;AHB總線用作高速數(shù)據(jù)傳輸。AHB總線連接處理器cache控制器和其他的高速單元,IU是總線上惟一的主控單元。AHB總線從屬單元有:存儲(chǔ)器控制器、AHB/APB轉(zhuǎn)換橋等。AHB/APB轉(zhuǎn)換橋作為一個(gè)從屬設(shè)備連接在AHB總線上,是APB總線惟一的主控單元,處理器通過AHB/APB橋訪問大部分片內(nèi)外設(shè)。

(3)的片上外設(shè),智能卡控制器(Smartcard controller):符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn):

磁條卡控制(magnetic stripe card Controller):符合ISO7811/2標(biāo)準(zhǔn);

通用輸入輸出接口(GPIO):共80個(gè)GPIO端口;


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